Переделка машинки на управление по Wi-Fi с помощью модуля ESP-01 на чипе ESP8266.
Была машинка от которой утерян пульт. Решил я ее переделать на Wi-Fi с управлением со смартфона. Так как есть несколько плат ESP-01 на чипе ESP8266, которые я не знаю куда применить, выбор пал на них.
Модуль ESP-01 пришлось доработать из за нехватки пинов. Подробнее в статье Дополнительные ноги на плате ESP-01. В результате мы имеем 5 дополнительных ног.
Машинка питалась от 4 батарей AAA. Напряжение 6 Вольт. Питание микросхемы ESP8266 заявлено 3-3.6V. Максимально модуль потребляет 200мА. Если поставить стабилизатор типа ams1117-3.3, мы получим расход заряда батарей на стабилизацию. По этому я решил собрать импульсный стабилизатор на микросхеме MC34063.
Схема понижающего преобразователя до ~3.3В на MC34063.
Резистор R3 можно поставить 0.3-0.5 Ом. От него зависит максимальный выходной ток понижающего преобразователя. L1 я поставил на 470uH. Минимальный рекомендуемый рекомендуемый от 120uH. Конденсаторы C1, C4 - танталовые на 10В. D1 - диод Шоттки.
Преобразователь питает только Wi-Fi модуль ESP-01.
В машинки были два моторчика, а под рукой драйвер двигателя постоянного тока L293D в корпусе DIP-16. Питание на него подано напрямую с батарей. По Datasheet рекомендовано подключать на 16 ногу конденсатор 100nF а на 8 ногу 1uF.
Я решил модернизировать машинку добавив свет и фонари заднего хода.
Фонари заднего хода я подключил на 10 ногу L293. На эту ногу подается положительное питание когда машинка едет назад. С нее через резистор 4.7кОм открывается NPN транзистор. Я поставил какие были под рукой - BC817. Шунтирующий резистор можно не ставить, так как если на базе не напряжение питания - значит там земля, но я привык, по этому по привычке развел и под них. Светодиода два, белые, в корпусе 0805. На каждый поставил резистор на 1кОм.
Свет подключен аналогичным способом, только транзистор открывает вывод с модуля. Светодиоды в фарах белые, круглые, 5мм. Резисторы по 240 Ом. В фонарях - красные, в корпусе 0805. Светодиоды фонарей я подключил к светодиодам фар, но через дополнительный резистор в 1кОм, так как фонари должны светится не так ярко. То есть красные светодиоды подключены через резистор 240 + 1000 Ом.
В корпусе машинки просверлил отверстия, и приклеил светодиоды с помощью клеевого пистолета.
Печатная плата для Sprint layout 6.
Управление ESP8266 через приложение под Android.
Это был мой первый опыт написания прошивки в срезе Arduino и первый опыт написания прошивки для данного чипа, я еще не оптимизировал, выкладываю как есть :)
Вот код с комментариями:
#include// Управляющие пины GPIO ESP8266 #define PIN_BACK 16 #define PIN_MOVE 4 #define PIN_RIGHT 13 #define PIN_LEFT 12 #define PIN_LIGHT 2 #define PIN_LOAD 14 // Флаги состояния машинки enum MoveFlags { FORWARD, BACKWARD, LEFT, RIGHT, LIGHT, LOAD }; // TCP порт нашей машинки WiFiServer server(8888); void stop() { digitalWrite(PIN_BACK, LOW); digitalWrite(PIN_MOVE, LOW); digitalWrite(PIN_RIGHT, LOW); digitalWrite(PIN_LEFT, LOW); digitalWrite(PIN_LIGHT, LOW); digitalWrite(PIN_LOAD, LOW); } void setup() { // IP адрес нашей машинки IPAddress apIP(192,168,0,1); WiFi.softAPConfig(apIP, apIP, IPAddress(255, 255, 255, 0)); // режим точки доступа WiFi.mode(WIFI_AP); // Название сети и пароль для подключения к машинке WiFi.softAP("CarAP", "1234567890"); server.begin(); // настраиваем выводы на выход pinMode(PIN_MOVE, OUTPUT); pinMode(PIN_BACK, OUTPUT); pinMode(PIN_RIGHT, OUTPUT); pinMode(PIN_LEFT, OUTPUT); pinMode(PIN_LIGHT, OUTPUT); pinMode(PIN_LOAD, OUTPUT); } char data; // счетчик между пакетами, о нем ниже в цикле unsigned long diff = 0; WiFiClient client; void loop() { // если нет подключенного пульта к машинке if (!client.connected()) { // останавливаем ее stop(); // ждем клиента client = server.available(); } else { // если пульт подключен // если пришли данные if (client.available() > 0) { // сбрасываем счетчик diff = 0; // читаем что пришло data = char(client.read()); // задаем состояние нужного пина от флага digitalWrite(PIN_MOVE, data & (1 << FORWARD) ? 1 : 0); digitalWrite(PIN_BACK, data & (1 << BACKWARD) ? 1 : 0); digitalWrite(PIN_LEFT, data & (1 << LEFT) ? 1 : 0); digitalWrite(PIN_RIGHT, data & (1 << RIGHT) ? 1 : 0); digitalWrite(PIN_LIGHT, data & (1 << LIGHT) ? 1 : 0); digitalWrite(PIN_LOAD, data & (1 << LOAD) ? 1 : 0); } else { // если данные не пришли на текущей итерации // увеличиваем счетчик if (++diff > 400000) { // если натикало примерно 5 секунд // а сигнал не поступил, то останавливаем машинку stop(); diff = 0; } } } }
Так как Wi-Fi может отвалиться, я засекаю сколько прошло итераций между пакетами, приложение шлет пакет раз в три секунды, если за ~5 сек пакета не было, то мы потеряли связь и что бы машинка не уехала слишком далеко я ее останавливаю.
Вывод LOAD на данной плате не разведен, это резерв для включения сигнала.
Код приложения под андроид для управления машинкой
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
ActivityMainBinding binding;
// IP машинки
public static final String SERVER_IP = "192.168.0.1";
// Порт машинки
public static final int SERVER_PORT = 8888;
// Флаги управления
public static final int FLAG_FORWARD = 0;
public static final int FLAG_BACKWARD = 1;
public static final int FLAG_LEFT = 2;
public static final int FLAG_RIGHT = 3;
public static final int FLAG_LIGHT = 5;
public static final int FLAG_LOAD = 4;
private Socket sock = null;
private int moveFlag = 0;
private long lastUpdate = 0;
private byte[] b = new byte[1];
private boolean force = false;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
binding = DataBindingUtil.setContentView(this, R.layout.activity_main);
if (getActionBar() != null) {
getActionBar().hide();
}
if (getSupportActionBar() != null) {
getSupportActionBar().hide();
}
binding.upBtn.setOnTouchListener((view, event)->{
switch (event.getAction()) {
case MotionEvent.ACTION_DOWN:
// если нажата кнопка вверх
// убираем флаг движения назад и ставим флаг движения вперед
moveFlag |= 1 << FLAG_FORWARD;
moveFlag &= ~(1 << FLAG_BACKWARD);
// была нажата кнопка, шлем сразу новое состояние
force = true;
return true;
case MotionEvent.ACTION_CANCEL:
case MotionEvent.ACTION_UP:
// убираем флаг движения
moveFlag &= ~(1 << FLAG_FORWARD);
force = true;
return true;
}
return false;
});
binding.downBtn.setOnTouchListener((view, event)->{
switch (event.getAction()) {
case MotionEvent.ACTION_DOWN:
moveFlag |= 1 << FLAG_BACKWARD;
moveFlag &= ~(1 << FLAG_FORWARD);
force = true;
return true;
case MotionEvent.ACTION_CANCEL:
case MotionEvent.ACTION_UP:
moveFlag &= ~(1 << FLAG_BACKWARD);
force = true;
return true;
}
return false;
});
binding.leftBtn.setOnTouchListener((view, event)->{
switch (event.getAction()) {
case MotionEvent.ACTION_DOWN:
moveFlag |= 1 << FLAG_LEFT;
moveFlag &= ~(1 << FLAG_RIGHT);
force = true;
return true;
case MotionEvent.ACTION_CANCEL:
case MotionEvent.ACTION_UP:
moveFlag &= ~(1 << FLAG_LEFT);
force = true;
return true;
}
return false;
});
binding.rightBtn.setOnTouchListener((view, event)->{
switch (event.getAction()) {
case MotionEvent.ACTION_DOWN:
moveFlag |= 1 << FLAG_RIGHT;
moveFlag &= ~(1 << FLAG_LEFT);
force = true;
return true;
case MotionEvent.ACTION_CANCEL:
case MotionEvent.ACTION_UP:
moveFlag &= ~(1 << FLAG_RIGHT);
force = true;
return true;
}
return false;
});
binding.lightBtn.setOnClickListener((v) -> {
if ((moveFlag & (1 << FLAG_LIGHT)) != 0) {
moveFlag &= ~(1 << FLAG_LIGHT);
// если свет выключен, меняем картинку кнопки и фон
binding.lightBtn.setImageDrawable(getDrawable(R.drawable.ic_highlight_black_24dp));
binding.lightBtn.setBackground(getDrawable(R.drawable.btn_simple));
} else {
// если свет включен, меняем картинку кнопки и фон
moveFlag |= 1 << FLAG_LIGHT;
binding.lightBtn.setImageDrawable(getDrawable(R.drawable.ic_highlight_off_black_24dp));
binding.lightBtn.setBackground(getDrawable(R.drawable.btn_simple_hl));
}
force = true;
});
// работа с сетью в отдельном потоке
Thread t = new Thread() {
@Override
public void run() {
super.run();
while (true) {
// повторяем отправка раз в 3 секунды
// или если была нажата какая либо кнопка
if (force || System.currentTimeMillis() - lastUpdate > 3000) {
update();
force = false;
lastUpdate = System.currentTimeMillis();
}
}
}
};
t.start();
}
private void update() {
if (sock == null || !sock.isConnected() || sock.isClosed()) {
binding.statusImg.setImageDrawable(getDrawable(R.drawable.ic_wifi_off));
try {
sock = new Socket();
InetSocketAddress addr = new InetSocketAddress(SERVER_IP, SERVER_PORT);
sock.connect(addr, 500);
} catch (IOException e) {
sock = null;
e.printStackTrace();
}
} else if (sock.isConnected()) {
binding.statusImg.setImageDrawable(getDrawable(R.drawable.ic_wifi_24dp));
b[0] = (byte)moveFlag;
try {
sock.getOutputStream().write(b, 0, 1);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
try {
sock.close();
} catch (IOException e1) {
e1.printStackTrace();
}
sock = null;
}
}
}
}Скачать готовое приложение можно по ссылке.
Если вдруг приложение не видит модуль ESP8266 попробуйте выключить передачу данных.
Вот так выглядет мое приложение
Результат на видео
Комментарии к статье: Машинка на ESP8266 своими руками